【手続補正書】
【提出日】平成18年4月26日(2006.4.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【書類名】          明細書
【発明の名称】    リニアモータ
【特許請求の範囲】
【請求項１】  垂直方向に配置された２組の２次側部を取り付けた２次側部支持体と、
上面が、前記２次側部支持体に垂直方向の細隙を介して対向するとともに、垂直方向に電機子コイルを巻装した少なくとも２組の電機子を、前記２次側部と水平方向の細隙を介して対向するように取り付けた電機子支持体とを有し、
前記２組の２次側部が、２次側部支持体の中央部を挟んで、進行方向に平行に配置され、
前記電機子が、前記電機子支持体に設けられた進行方向に延びる電機子取付壁に取り付けられており、
前記２次側部支持体下面の中央部と、これに対向する前記電機子支持体上面の中央部のいずれか一方に、リニアセンサの位置検出部を取り付け、他方に、リニアセンサのスケールを取り付けたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項２】  垂直方向に配置された２組の２次側部を取り付けた２次側部支持体と、
上面が、前記２次側部支持体に垂直方向の細隙を介して対向するとともに、垂直方向に電機子コイルを巻装した少なくとも２組の電機子を、前記２次側部と水平方向の細隙を介して対向するように取り付けた電機子支持体とを有し、
前記２組の２次側部が、２次側部支持体の中央部を挟んで、進行方向に平行に配置され、
前記電機子が、前記電機子支持体に設けられた進行方向に延びる電機子取付壁に取り付けられており、
前記２次側部支持体を、電機子コイルの上面と垂直方向の細隙を介して対向させ、
前記水平方向の細隙と、前記垂直方向の細隙とで、連通する凹凸状の細隙を形成し、
かつ、電機子支持体の中央部上面に、前記水平方向の細隙と連通する凹部を形成するとともに、前記凹部内にリニアセンサを配置し、
前記２次側部支持体と、これに対向する前記電機子支持体のいずれか一方に、前記リニアセンサの位置検出部を取り付け、他方に、リニアセンサのスケールを取り付けたことを特徴とするリニアモータ。
【請求項３】  前記凹部の底面を、中央部両側の電機子間に位置させ、前記リニアセンサの位置検出部とリニアスケール間の空隙部を、中央部両側の電機子の中心を結ぶ線寄りに位置させたことを特徴とする請求項２に記載のリニアモータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速・高加減速で移動し、かつ高精度位置決めを要求される、例えば半導体製造装置やＦＡ機器用などのリニアモータに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のリニアモータを図４および図５に基づいて説明する。なお、リニアモータは、可動マグネット形リニア同期モータを例として示している。
図４は従来技術における可動マグネット形リニア同期モータを水平に設置した場合におけるストローク方向（進行方向）から見た正断面図で、図５は図４におけるＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
両図において、リニアモータ１は、固定部２と可動部３とから構成されている。固定部２は、底辺部４と、両側および中央の電機子取付壁５ａ、５ｂ、５ｃからなり、開口部が上を向いたＥ字状の電機子支持体６と、前記電機子取付壁５ａ、５ｂ、５ｃに取り付けられた電機子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄとで構成されている。前記電機子７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、前記電機子支持体６に取り付けられた電機子コア８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄと、前記電機子コア８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄに巻装された電機子コイル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄとからなっている。前記電機子コイル９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄの表面は熱伝導の良い樹脂でモールドされている。
なお、前記電機子支持体６は、図示しない固定ベース等に取り付けられる。
可動部３は、前記電機子支持体６の底辺部４と空隙を介して平行に対向し、いわゆる負荷が取り付くテーブルとしての機能も有している２次側部支持体１０と、この２次側部支持体１０に垂直に取り付けられた、永久磁石からなるいわゆる界磁極としての２次側部１１ａ、１１ｂと、２次側部支持体１０を支持するために、２次側部支持体１０の下面の４隅に均等に設けられた４個のリニアガイド１２と、２次側部支持体１０の側部に突出して設けたセンサ支持体１３の下面中央に取り付けられたリニアセンサ１４の位置検出部１５とから構成されている。前記電機子支持体６の上面は、図４に示すように、前記２次側部支持体１０に垂直方向の細隙を介して対向している。また、前記２次側部支持体１０は、電機子コイル９ａの上面と垂直方向の細隙を介して対向している。さらに、前記２次側部１１ａ，１１ｂと電機子コア８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとは、同じく図４に示すように、磁気ギャップと呼ばれる水平方向の細隙を介して対向している。
また、前記リニアセンサ１４のスケール１６は、電機子支持体６の側部に突出して設けたセンサ支持体１７の上面中央に、前記位置検出部１５と空隙を介して取り付けられている。なお、前記センサ支持体１３、１７は、前記リニアガイド１２の外側に位置している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の技術には、つぎのような問題があった。
(1) 一般に可動部の２次側部支持体１０上には負荷Ｗが載せられる。この負荷Ｗは、用途によっては２次側部支持体１０上面の中心部だけでなく、リニアセンサ１４から離れた場所に取り付くこともある。この説明図を図６に示す。可動部３全体の重心位置は、リニアセンサ１４から見れば右側に位置することになる。
このような負荷Ｗを乗せた可動子部３が高加減速で駆動されると、可動部３は２次側部支持体１０の中心Ｏを回転中心として、モーメントＭが発生する。つまり、２次側部支持体１０４隅のリニアガイド１２は高剛性であるものの、高加減速で駆動されるため、可動部３にはヨーイングが発生する。このヨーイングによる振れは２次側部支持体１０の外側になるほど大きいために、リニアセンサ１４の位置検出部１５は大きく振れていることになる。つまり、リニアセンサ１４本体がヨーイングによって振動していることになる。この結果、制御系が不安定になり、高速位置決め時の整定時間の増加や、発振等の問題を引き起こす恐れがある。
(2) また、上記(1) のようなときだけでなく、つぎのようなときにも問題となる。
すなわち、リニアモータを２台使用し、Ｘ−Ｙテーブル（２軸）を構成しようとした場合、一般的にはＸ軸の可動部にＹ軸の固定部が乗り、Ｙ軸の可動部が負荷との取り付けテーブルとなる。ここで、Ｘ軸の可動部の重心は、Ｙ軸の可動部の位置によって大きく変化する。つまり、従来のようなリニアセンサの位置では前記(1) と同様の問題が生じてしまうことになる。
本発明は、このような問題を解消するためになされたもので、可動部のヨーイングによるリニアセンサの振動をなくして、高速位置決めを実現することができるリニアモータを提供することを目的とするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決するため、本発明のリニアモータは、垂直方向に配置された２組の２次側部を取り付けた２次側部支持体と、前記２次側部支持体に垂直方向の細隙を介して対向するとともに、垂直方向に電機子コイルを巻装した少なくとも２組の電機子を、前記２次側部と水平方向の細隙を介して対向するように取り付けた電機子支持体とを有し、前記２組の２次側部を、２次側部支持体の中央部を挟んで、進行方向に平行に配置し、前記電機子を、前記電機子支持体に設けられた進行方向に延びる電機子取付壁に取り付け、前記２次側部支持体下面の中央部と、これに対向する前記電機子支持体上面の中央部のいずれか一方に、リニアセンサの位置検出部を取り付け、他方に、リニアセンサのスケールを取り付けて構成したものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は本発明の実施例を示すリニアモータを水平に設置した場合におけるストローク方向（進行方向）から見た正断面図、図２は図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。なお、図４および図５と同一もしくは相当する部材は、同一符号を付し説明を省略する。
本発明の基本的な構成は、従来技術とほぼ同じであるが、リニアセンサ１４の配設位置が従来と異なっている。
すなわち、従来、リニアセンサ１４は、２次側部支持体１０の側部に突出して設けたセンサ支持体１３の下面中央に配置されていたが、本発明では、２次側部支持体１０の中央部に配置するようにしている。
具体的には、図１に示すように、２次側支持体１０の下面と、電機子支持体６の上面および電機子コイル９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄとの間の前記垂直方向の細隙と、前記２次側部１１ａ，１１ｂと電機子コア８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄとの間の磁気ギャップと呼ばれる水平方向の細隙とで、連通する凹凸状の細隙を形成し、かつ、電機子支持体６の中央部の電機子取付壁５ｂの上面に、前記水平方向の細隙と連通する凹部１８を形成するとともに、この凹部１８の底部１９にリニアセンサ１４のスケール１６を取り付け、２次側部支持体１０の前記スケール１６と対応する位置に位置検出部１５を取り付けるようにしている。前記凹凸状の細隙により、電機子８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの垂直方向の中心から２次側支持体１０の上面までの距離が短くなる。また、前記リニアセンサ１４が配置される前記凹部１８は、前記凹凸状の細隙の中心部に位置しており、左右方向から、つまりリニアスライダ１２側からは、凹凸状の細隙を通らないと到達できない周知のラビリンス効果がある。
また、前記凹部１８の底面を、中央部両側の電機子８ｂ，８ｃ間に位置させ、リニアセンサ１４の位置検出部１５とリニアスケール１６間の空隙部つまり検出部が、中央部両側の電機子８ｂ，８ｃの中心を結ぶ線寄りに位置するようにしている。
このような構成にすることにより、リニアセンサ１４は２次側部支持体１０の中心Ｏに位置するので、ヨーイングの回転中心と一致することになる。これを図３によって説明する。
２次側部支持体１０の上面に載置された負荷Ｗが、２次側部支持体１０の右側に取り付いているとする。この場合も可動部３全体の重心位置は、リニアセンサ１４から見れば右側に位置することになる。このような負荷Ｗを乗せた可動部３が高加減速で駆動されると、可動部３には、２次側部支持体１０の中心Ｏを回転中心として、モーメントＭが発生する。
しかし、リニアセンサ１４を２次側部支持体１０の中心に取り付けているため、リニアセンサ１４はモーメントＭの回転中心と一致することになり、リニアセンサ１４本体のヨーイングによる振れがほとんどなくなる。
したがって、不安定だった制御系が安定して、整定時間が減少し高速位置決めを実現することができる。
また、
なお、本発明は上記実施例の構成に限ることはなく、次のような構成にしてもよい。
(1) 電機子と２次側部は、いずれが固定側あるいは可動側でも構わない。
(2) リニアセンサのスケールは、必ずしも電機子取付壁に取り付ける必要はなく、電機子支持体のどの部分に取り付けてもよい。
(3) リニアセンサ１４の位置検出部１５と、スケール１６の配置を逆にしてもよい。すなわち、２次側部支持体１０にスケール１６を取り付け、電機子支持体６に位置検出部１５を取り付けるようにしてもよい。
(4) ２次側部（界磁極）を左右両側から電機子で挟む構成でなく、電機子をいずれか片側だけ配置する構成にしてもよい。
(5) 永久磁石形のリニアモータだけでなく、電磁石形のリニアモータでもよく、また、インダクション形のリニアモータや、リラクタンス形のリニアモータなど電機子を有するものであればどのようなリニアモータでもよい。
なお、上述の「方向」の記載は、図１に示すリニアモータを水平に設置したときのストローク方向（進行方向）から見た場合を規準にして示している。
言うまでもないことであるが、リニアモータは水平に設置して使用するだけではなく、例えば周知のように垂直方向に設置して使用することもあり、その場合は当然方向の表現は変わってくる。
【０００６】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明によればつぎのような効果がある。
(1) 可動部のヨーイングによるリニアセンサの振動がなくなり、不安定だった制御系を安定させることができる。したがって、整定時間の減少に伴う高速位置決めを実現することができる。
(2) また、Ｘ−Ｙテーブルで見られる重心位置の変動に対しても、上記(1) と同様の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施例を示すリニアモータの正断面図である。
【図２】  図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図３】  本発明におけるヨーイングの説明図である。
【図４】  従来技術におけるリニアモータの正断面図である。
【図５】  図４のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図６】  従来技術におけるヨーイングの説明図である。
【符号の説明】
１  リニアモータ、
２  固定部、
３  可動部、
４  底辺部、
５ａ、５ｂ、５ｃ  電機子取付壁、
６  電機子支持体、
７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ  電機子、
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ  電機子コア、
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ  電機子コイル、
１０  ２次側部支持体、
１１ａ、１１ｂ  ２次側部、
１２  リニアガイド
１３  センサ支持体
１４  リニアセンサ
１５  位置検出部
１６  スケール、
１７  センサ支持体、
１８  凹部、
１９  底部